用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统 |
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| 申请号 | CN202410054075.1 | 申请日 | 2024-01-15 | 公开(公告)号 | CN118008348A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 中电建铁路建设投资集团有限公司; | 发明人 | 毛宇飞; 邢建军; 张建伟; 李圣瑞; 崔治峰; 曹子奇; 解洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提出一种用于地 铁 暗挖竖井垂直快速运输的系统，包括竖井大棚，固定设置在所述竖井上；渣土收集装置，开设在所述竖井基坑的一端，用于集中堆放渣土；桥式 起重机 ，固定设置在所述竖井的顶端，安装于轨道梁上，所述桥式起重机设有能够在所述轨道梁上移动的第一车辆和在所述第一车辆上移动的第二车辆，所述第一车辆和所述第二车辆下设有自动卸料斗，所述自动卸料斗通过卷筒组实现升降；安全保护装置，连接于所述桥式起重机，用于对所述桥式起重机的电气部分进行保护，所述系统采用桥式起重机配合地铁暗挖竖井，使桥式起重机工作范围大，占用空间少，并能够减少 钢 结构大棚的高度，提高结构安全 稳定性 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统技术领域[0001] 本发明涉及暗挖施工设备设施技术领域，具体涉及一种用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统。 背景技术[0002] 地铁工程采用暗挖工法施工，施工条件受限较多，环境条件相对复杂，工作面狭窄，出渣进料困难，要想加快暗挖施工进度，必须优先解决出渣进料问题，暗挖竖井垂直快速运输是解决此问题的关键所在，尤其是在硬岩竖井开挖过程中，装渣出渣占用时间比较长，严重影响工序整体循环时间。 [0003] 目前，现有的暗挖竖井垂直运输装置主要由箱形桥架、起重小车、大车运行机构和电气控制系统组成，主梁上面铺设有轨道，供起重小车沿主梁方向作横向移动，主梁与箱型端梁焊接而成，端梁中间布置有接头，螺栓或销轴连接，供桥架分拆运输，操作方式设有地面手柄、无线遥控和司机室三种操作形式，驾驶室有开式、闭式两种，内有可调式座椅，底板铺设绝缘垫，窗玻璃采用钢化玻璃，配置冷暖空调、讯响器、对讲机等物品。 [0004] 但在实际的施工过程中，现有的暗挖竖井垂直运输装置存在如下技术问题： [0005] 1.施工区域存在大量的施工噪音，对周边居民日常生活影响较大，不能够实现24h连续不间断作业，施工效率低； [0006] 2.无设置专门的渣土存放区域，运输车辆、垂直出渣吊运设备需要长时间等待； [0007] 3.卸料渣斗需要较大操作空间，不能实现自动卸料功能，需要人工配合摘钩挂钩，出渣效率低。 [0008] 基于现有技术存在的如上述问题，本发明提供一种用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统。 发明内容[0009] 本发明提出一种用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统。 [0010] 本发明采用以下技术方案： [0011] 一种用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，包括： [0012] 竖井大棚，固定设置在竖井上； [0013] 渣土收集装置，开设在所述竖井基坑的一端，用于集中堆放渣土； [0014] 桥式起重机，固定设置在所述竖井的顶端，安装于轨道梁上，所述桥式起重机设有能够在所述轨道梁上移动的第一车辆和在所述第一车辆上移动的第二车辆，所述第一车辆和所述第二车辆下设有自动卸料斗，所述自动卸料斗通过卷筒组实现升降； [0015] 安全保护装置，连接于所述桥式起重机，用于对所述桥式起重机的电气部分进行保护。 [0016] 进一步地，所述竖井大棚包括棚板、立柱基础、钢结构立柱、横梁、纵向连接杆、檩条、剪刀杆件及隔音背板，所述立柱基础埋置于地下，所述钢结构立柱固定设置在所述立柱基础上，所述横梁固定安装在所述钢结构立柱上，所述纵向连接杆连接于所述钢结构立柱以拉紧所述钢结构立柱，所述剪刀杆件的两端分别连接于所述纵向连接杆和所述钢结构立柱，所述檩条固定设置在所述钢结构立柱及所述横梁上，所述隔音背板锚固在所述檩条上，所述棚板固定设置在所述横梁的檩条上，所述棚板之间安装有采光带。 [0017] 进一步地，所述钢结构立柱设置有牛腿，所述桥式起重机的轨道梁固定设置在所述牛腿上。 [0018] 进一步地，所述渣土收集装置设置为一渣土坑，在所述渣土坑的地面边缘以上的三个侧面采用钢板进行围挡，钢板外侧用型钢三角撑进行加固。 [0019] 进一步地，所述桥式起重机还包括桥架主梁、桥架端梁、司机室、智能安全控制装置、电气设备控制装置，所述桥架端梁固定设置在所述桥架主梁的两端构成桥架，所述司机室固定设置在所述桥架主梁的下方，所述智能安全控制装置和所述电气设备控制装置集成在所述司机室内，所述桥架端梁和所述桥架主梁能够沿所述轨道梁移动。 [0020] 进一步地，所述桥架主梁采用偏轨箱型梁，其中，箱型梁上设有拱度，上拱度大小为(0.9～1.4)S/1000，最大上拱度位置控制在跨度中部1/10范围内。 [0022] 进一步地，所述桥架端梁的底部设有防脱轨及车轮引导水平轮组，桥架端梁下部沿端梁纵向每侧设置四个车轮组，车轮组安装于所述轨道梁上，其中一个所述车轮组为第一车辆主动车轮，其他三个车轮组为第一车辆从动车轮，所述第一车辆主动车轮安装在所述桥架端梁运行方向前端，在所述第一车辆主动车轮的内侧安装带硬齿面减速机的变频驱动电机，所述第一车辆主动车轮用于驱动所述第一车辆。 [0023] 进一步地，所述桥式起重机还包括设在所述第二车辆下的滑轮梁式车架，滑轮梁式车架下设有2组车轮组，所述车轮组安装于第二车辆轨道上，所述第二车辆轨道安装在桥架主梁的腹板上，所述第二车辆轨道采用热轧扁钢焊接而成，间断焊接于主梁的腹板上方，其中一个车轮组为主动车轮，另一个为从动车轮，主动车轮组内侧均安装带硬齿面减速机的变频驱动电机，所述主动车轮用于驱动所述第二车辆。 [0024] 进一步地，所述卷筒组安装于所述滑轮梁式车架上，所述卷筒组通过底座与所述滑轮梁式车架固定牢固。 [0025] 进一步地，所述自动卸料斗由吊具和料斗组成，所述吊具与主起升机构相连，所述吊具包括四根吊杆、两根平衡梁、四个动滑轮组，所述吊具通过动滑轮组上的钢丝绳与所述主起升机构的卷筒相连，所述动滑轮组通过销轴与所述平衡梁相连，所述料斗底部设置两根销轴，所述销轴分别设置于倒梯形的两个角部，所述销轴与所述吊杆固定。 [0026] 进一步地，所述自动卸料斗外轮廓为倒梯形，内侧为圆弧形。 [0027] 进一步地，所述自动卸料斗的容积大于12m3。 [0028] 进一步地，所述起升机构由主起升机构和副起升机构组成，所述主起升机构采用单滚筒卷扬机双排滑轮双钩起升，所述副起升机构为单滚筒卷扬机单钩起升。 [0030] 进一步地，所述桥式起重机装有上升极限位置、下降极限位置及行程限位保护装置。 [0032] 进一步地，所述第一车辆和所述第二车辆均装有缓冲器，所述缓冲器具有吸收运动机构能量并减少冲击的作用。 [0034] 与现有技术相比，本发明的优越效果在于： [0035] 1、所述用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，采用桥式起重机配合地铁暗挖竖井，使桥式起重机工作范围大，占用空间少，并能够减少钢结构大棚的高度，提高结构安全稳定性，使第一车辆和第二车辆运行更加平稳； [0036] 2、所述用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，主起升机构采用双排滑轮结构，减少了吊钩摇摆、漂移，起到快速稳定吊斗作用，料斗垂直提升出竖井口时，大小车能实现同步水平运行和料斗的垂直提升，大大提高了提升效率，加快了出渣速度； [0037] 3、所述用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，采用智能安全控制装置，能够实现行程限位、限载、电气连锁保护、可视化、报警等安全保障系统以及起升机构支持制动和控制制动并用，制动平稳、安全性能可靠度高； [0038] 4、所述用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，吊斗内侧底板设计为圆弧面，外轮廓为倒梯形状，利用梯形顶角与弧面的空隙安装销轴，利于吊斗自动灵活转动，底板为弧面，能够实现一次性卸渣，主起升机构分别设置电机控制，一动一定快速形成高低差自动卸渣，减少人工摘钩挂钩工序，提高出渣效率。附图说明 [0040] 图2为本申请实施例中桥式起重机的侧视图； [0041] 图3为本申请实施例中桥式起重机的俯视图； [0042] 图4为本申请实施例中第一车辆主动车轮和第一车辆从动车轮的结构示意图； [0043] 图5为本申请实施例中卷筒组的结构示意图； [0044] 图6为本申请实施例中所述系统的工作流程图。 [0045] 图中，1‑竖井大棚、2‑桥式起重机、3‑渣土收集装置、4‑竖井； [0046] 100‑棚板、101‑钢结构立柱、102‑牛腿、103‑横梁、104‑轨道梁、105‑剪刀撑、106‑纵向连接杆、107‑檩条、108‑隔音背板、109‑采光带、110‑立柱基础； [0047] 201‑第一车辆、202‑第二车辆、203‑第一车辆主动车轮、204‑第一车辆从动车轮、205‑第二车辆主动车轮、206‑第二车辆从动车轮、207‑桥架主梁、208‑桥架端梁、209‑卷筒组、210‑减速机、211‑动滑轮组、212‑平衡梁、213‑吊杆、214‑自动卸料斗、215‑销轴、217‑司机室； [0048] 2091‑轮缘、2092‑左旋卷筒、2093‑右旋钢丝绳、2094‑绳槽、2095‑铁压板、2096‑右旋卷筒、2097‑螺栓、2098‑左旋钢丝绳。 具体实施方式[0049] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0050] 实施例 [0051] 如图1所示，所述用于地铁暗挖竖井垂直快速运输的系统，包括： [0052] 竖井4； [0053] 竖井大棚1，固定设置在所述竖井4上； [0054] 渣土收集装置3，开设在所述竖井基坑的一端，用于集中堆放渣土； [0055] 桥式起重机2，固定设置在所述竖井4的顶端，安装于轨道梁104上，所述桥式起重机2设有能够在所述轨道梁104上移动的第一车辆201和在所述第一车辆201上移动的第二车辆202，所述第一车辆201和所述第二车辆202下设有自动卸料斗214，所述自动卸料斗214通过卷筒组209实现升降； [0056] 安全保护装置，连接于所述桥式起重机，用于对所述桥式起重机的电气部分进行保护； [0057] 在上述实施例中，所述系统运行时，起重司机通过拨动所述第一车辆201和所述第二车辆202运行操作手柄，驱驶所述第一车辆201和所述第二车辆202水平移动，操作主起升机构升降手柄，控制所述自动卸料斗214自动卸料； [0058] 作为具体的实施方式，所述安全保护装置包括超载保护装置、限位器、缓冲器、防撞装置、防偏装置。 [0059] 作为具体的实施方式，所述竖井大棚1包括棚板100、立柱基础110、钢结构立柱101、横梁103、纵向连接杆106、檩条107、剪刀杆件105及隔音背板108，所述立柱基础110埋置于地下，所述钢结构立柱101固定设置在所述立柱基础110上，所述横梁103固定安装在所述钢结构立柱101上，所述纵向连接杆106连接于所述钢结构立柱101以拉紧所述钢结构立柱101，所述剪刀杆件105的两端分别连接于所述纵向连接杆106和所述钢结构立柱101，所述檩条107固定设置在所述钢结构立柱101及所述横梁103上，所述隔音背板108锚固在所述檩条107上，所述棚板100固定设置在所述檩条107上，所述棚板100之间安装有采光带109； [0060] 所述钢结构立柱101上设置有牛腿102，所述桥式起重机2的轨道梁固定设置在所述牛腿102上； [0062] 所述采光带109采用PC阳光板，宽度为1m，固定于所述棚板100上。 [0063] 作为具体的实施方式，所述渣土收集装置3沿所述第一车辆201行走方向，在竖井基坑的一端设置一个集中堆渣的渣土收集的渣坑，在渣坑下挖一定深度，在地面以上三个侧面采用钢板进行围挡，钢板外侧用型钢三角撑进行加固； [0064] 需要说明的是，渣土收集装置3容量大小需满足：不小于3天开挖土石方量的存放量。 [0065] 作为具体的实施方式，如图2‑4所示，所述桥式起重机2还包括桥架主梁207、桥架端梁208、司机室217、智能安全控制装置、电气设备控制装置，所述桥架端梁208固定设置在所述桥架主梁207的两端构成桥架，所述司机室217固定设置在所述桥架主梁207的下方，所述智能安全控制装置和所述电气设备控制装置集成在所述司机室217内，所述桥架端梁208和所述桥架主梁207能够沿所述轨道梁104移动； [0066] 所述桥架端梁208的底部设有防脱轨及车轮引导水平轮组，所述桥架端梁208下部沿所述桥架端梁208纵向每侧设置四个车轮组，车轮组安装于所述轨道梁104上，其中一个所述车轮组为第一车辆主动车轮203，其他三个车轮组为第一车辆从动车轮204，所述第一车辆主动车轮203安装在所述桥架端梁208运行方向前端，在所述第一车辆主动车轮203的内侧安装带减速机210的变频驱动电机，所述第一车辆主动车轮203用于驱动所述第一车辆201； [0067] 所述桥式起重机2还包括设在所述第二车辆202下的滑轮梁式车架，滑轮梁式车架下设有2组车轮组，所述车轮组安装于第二车辆轨道上，所述第二车辆轨道安装在所述桥架主梁207的腹板上，其中一个车轮组为第二车辆主动车轮205，另一个为第二车辆从动车轮206，所述第二车辆主动车轮205内侧均安装带硬齿面减速机的变频驱动电机，所述第二车辆主动车轮205用于驱动所述第二车辆202； [0068] 所述自动卸料斗214是由吊具和料斗组成，材质为Q235钢材，所述吊具与主起升机构相连，所述吊具由四根吊杆213、两根平衡梁212、四个动滑轮组211组成，所述吊具通过动滑轮组钢丝绳与主起升机构卷筒相连，所述动滑轮组通过销轴215与所述平衡梁212相连，防止侧向摆动，所述料斗外轮廓为倒梯形，内侧为圆弧形面板焊接而成，尺寸大小满足不小3 于12m 的容量，所述料斗底部设置两根销轴215，所述销轴215分别设置于倒梯形的两个角部，所述销轴215与所述吊杆213固定连接； [0069] 示例性的，所述第二车辆轨道采用热轧扁钢焊接而成，间断焊接于所述桥架主梁207的腹板上方； [0070] 所述桥架主梁207采用偏轨箱型梁，材质为Q355B钢材，其中，箱型梁上设有拱度，上拱度大小为(0.9～1.4)S/1000，最大上拱度位置控制在跨度中部1/10范围内； [0071] 所述桥架端梁208为箱型结构，材质为Q235B钢材，所述桥架端梁208的端部设置聚氨脂缓冲器。 [0072] 作为具体的实施方式，如图5所示，所述卷筒组209安装于第二车辆车架上，通过底座与所述第二车辆车架固定牢固，所述卷筒组由三个无缝钢管卷筒组成，其中两相邻的无缝钢管卷筒为主起升机构，直径为φ500mm，另一无缝钢管卷筒为副起升机构，直径为φ600mm，所有卷筒焊缝均采用超声波进行探伤检验； [0073] 每个所述无缝钢管卷筒侧面各安装一台电机，电机通过传动轴与制动器、联轴器相连，卷筒通过出轴与空心轴减速机相连，所述空心轴减速机相连为硬齿面空心轴减速机，电机带动传动轴及减速机齿轮实现卷筒转动，在卷筒上安装有钢丝绳固定装置、起升限位开关、旋转限位开关和超载限制装置，钢丝绳缠绕于卷筒上，其中，左旋钢丝绳2098缠在右旋卷筒2096上，右旋钢丝绳2093缠在左旋卷筒2092上，卷筒上加工有标准螺旋绳槽有利于控制卷筒绳槽偏角在3.5°范围内，防止钢丝绳脱离绳槽2094，确保钢丝绳排列整齐，卷筒运转时，留有不少于两圈安全圈和3圈固定圈，钢丝绳用铁压板2095及螺栓2097固定牢固，卷筒的两侧边设有轮缘2091。 [0074] 作为具体的实施方式，所述起升机构由主起升机构和副起升机构组成，所述主起升机构采用单滚筒卷扬机双排滑轮双钩起升，所述副起升机构为单滚筒卷扬机单钩起升； [0075] 示例性的，所述主起升机构用以起吊比较重的货物，副起升机构的起重量小，速度快，用以起吊比较轻的货物或作辅助性工作。 [0076] 作为具体的实施方式，所述安全保护装置为智能型安全保护装置，电气部分设有缺相保护、错相保护、失压、过压和零位保护、短路保护、过流保护和接地保护等电气保护，配电柜内设有紧急断电开关，在紧急情况下，可切断起重机总电源； [0077] 所述桥式起重机2装有上升、下降极限位置及行程限位保护装置； [0078] 在所述第一车辆和所述第二车辆运行机构中设有行程限位开关，运行到极限位置时，能自动切断电源并发出信号； [0079] 在所述第一车辆和所述第二车辆上均装有缓冲器，缓冲器具有吸收运动机构能量并减少冲击的作用； [0080] 所述桥式起重机2的主起升机构和副起升机构均设置超载限位器，载荷达到额定起重量的1.1倍，立即自动切断起升动力电源，并发出禁止性报警信号，行车操作室内液晶显示屏实时显示起吊重量。 [0081] 如图6所示，系统运行时，起重司机通过岗位技能培训取得特种设备操作证和岗位技能测试持“双证”上岗，通过人脸识别系统刷脸进入司机室；起重机司机进入司机室217后关闭大门，打开电锁，启动所述桥式起重机2，拨动所述第一车辆201和所述第二车辆202运行操作手柄左右移动，驱驶所述第一车辆201和所述第二车辆202水平运动至施工竖井井坑正上方，操作所述主起升机构升降手柄，将主钩升降手柄拨至主钩降位置，用高速档位快速下降至所述基坑，接近坑底换成低速档位缓慢将所述自动卸料斗214置于井内渣池，洞内水平运输翻斗车装渣运输至渣池，卸渣于所述自动卸料斗214内，待所述自动卸料斗214装满后，操作司机通过可视化视频监控设备和信号司索工的指挥，操作所述主起升机构升降手柄，将所述主钩升降手柄拨至主钩升位置，用低速档位缓慢提升所述自动卸料斗0.5m，待所述自动卸料斗214稳定后，用高速档位快速提升所述自动卸料斗214至井口时，所述主钩升降手柄置于空档位稍作停顿，稳定后操作所述第一车辆201和所述第二车辆202水平运行手柄，将所述自动卸料斗214运行至渣土收集装置位置，同步拨动所述第二车辆202前后运行手柄，使所述第一车辆201上的所述第二车辆202移动所述自动卸料斗214置于卸渣点正上方，拨动主钩电机选择开关至1#电机或2#电机，然后拨动主钩升降手柄，用3档位或4档位快速使所述自动卸料斗214形成高差，所述自动卸料斗214开始自动卸渣，待所述自动卸料斗214接近所述平衡梁212时换成低速档位控制翻转速度，防止所述自动卸料斗214上边缘撞击所述平衡梁212出现意外。 |
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